EP1557645A1 - Encodeur relatif rotatif et tableau de commande de véhicule automobile muni d'un tel encodeur - Google Patents

Encodeur relatif rotatif et tableau de commande de véhicule automobile muni d'un tel encodeur Download PDF

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EP1557645A1
EP1557645A1 EP05001087A EP05001087A EP1557645A1 EP 1557645 A1 EP1557645 A1 EP 1557645A1 EP 05001087 A EP05001087 A EP 05001087A EP 05001087 A EP05001087 A EP 05001087A EP 1557645 A1 EP1557645 A1 EP 1557645A1
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EP
European Patent Office
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track
sub
segments
encoder according
common
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EP05001087A
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German (de)
English (en)
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EP1557645B1 (fr
Inventor
Tan Duc Huynh
Henry Beraud
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Valeo Systemes Thermiques SAS
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques SAS
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H19/00—Switches operated by an operating part which is rotatable about a longitudinal axis thereof and which is acted upon directly by a solid body external to the switch, e.g. by a hand
    • H01H19/54—Switches operated by an operating part which is rotatable about a longitudinal axis thereof and which is acted upon directly by a solid body external to the switch, e.g. by a hand the operating part having at least five or an unspecified number of operative positions
    • H01H19/56—Angularly-movable actuating part carrying contacts, e.g. drum switch
    • H01H19/58—Angularly-movable actuating part carrying contacts, e.g. drum switch having only axial contact pressure, e.g. disc switch, wafer switch
    • H01H19/585—Angularly-movable actuating part carrying contacts, e.g. drum switch having only axial contact pressure, e.g. disc switch, wafer switch provided with printed circuit contacts
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/25—Selecting one or more conductors or channels from a plurality of conductors or channels, e.g. by closing contacts
    • G01D5/252—Selecting one or more conductors or channels from a plurality of conductors or channels, e.g. by closing contacts a combination of conductors or channels

Definitions

  • the invention relates to a rotary relative encoder of the type mechanical system, and a control panel for a motor vehicle equipped with a such encoder.
  • rotary encoders There are different types of rotary encoders which are divided into in two broad categories: relative encoders, which give the number of increments the encoder travels when it rotates, and the absolute encoders, which can be determined at any time, even after a power failure, the exact angular position of the encoder.
  • each category it may in particular be appealed to an optical technique, with incident beam and reflected to a sensor optical through a reflective track provided for example with a succession of Radial "notches” arranged on one or more concentric rings. he there is also a mechanical technique, with one or more tracks electrically conductive and metal contactors rubbing on said tracks.
  • a disadvantage of relative encoders is that they present several concentric tracks to help determine the meaning of rotation and incrementing the number of steps taken by the encoder. it causes significant congestion, more specifically at the level of encoder diameter, friction noises more frequent because of the number of tracks and contactors, an imbalance of the moving part of the encoder around its axis of rotation because this moving part does not present only one contactor per track, and more false contacts causing measurement error.
  • the invention proposes to realize a rotary relative encoder of mechanical type whose size is lower than the relative encoders of the prior art.
  • the subject of the invention is a relative encoder rotary apparatus comprising a fixed part and a moving part and at least one contactor positioned opposite an electrically conductive track, the contactor belonging to the moving part and the conductive track belonging to the fixed part or vice versa, said encoder comprising at least one contactor and at least one sub-track each comprising at least one segment, segments of the same sub-track being separated from each other others by a segment of another sub-track, so the track conductor has an alternation of segments of sub-tracks arranged on the same circumference.
  • the invention also relates to a control panel, for example for heating, ventilation and / or air conditioning of a motor vehicle equipped with an absolute rotary encoder of the mechanical type as defined above.
  • FIG. 1 illustrates, using an exploded perspective view, a rotary relative encoder of mechanical type 10 according to the present invention.
  • This relative encoder 10 mainly comprises a fixed part 20, materialized here by a printed circuit board, and a moving part 30 rotation via a control member 31, such as a button, accessible on a control panel, including a ventilation, heating and / or air conditioning of a motor vehicle.
  • the fixed portion 20 includes an electrically planar track conductive 21 for example made of metal such as copper. Runway 21 is shown in more detail in FIGS. 2 and 4. This track 21 is in fact consists of three sub-tracks 22, 24 and 26 which are interspersed alternately between each other so these three subtracks are arranged on the same circumference. In other words, and as this is described below in more detail, contrary to the prior art where the different tracks are concentric and therefore occupy a radial space important, the sub-tracks forming track 21 in accordance with this invention are of the same radial width and are arranged substantially on the same diameter.
  • each sub-track has several segments conductors connected together by a conductive filament forming a terminal connection.
  • the first sub-track 22 has two segments 22a and 22b of similar dimensions, that is, describing an angular sector equal and having an identical radial width. These segments 22a and 22b are interconnected by a first filament S1 outside the diameter of the segments 22a and 22b and forming a conductive connection terminal.
  • the second sub-track 24 has two segments 24a and 24b, also of similar dimensions, interconnected by a second external filament S2 to the common diameter of the segments 24a and 24b and forming a second conductive connection terminal.
  • the third sub-track 26 comprises four segments 26a, 26b, 26c and 26d of different circumferential dimensions interconnected by a third filament referenced COM outside the diameter of segments 26a to 26d, and forming a conductive connection terminal.
  • An orifice 40 is made in the center of the conductive track 21 to lighten the structure or leave the place a device for rotating the movable part such as a tree rotary.
  • the positioning of the segments of the different sub-tracks, on a complete turn and in the direction of clockwise is as follows: first segment 22a of the first sub-track 22, first segment 26a of the common sub-track 26, second segment 22b of the first sub-track 22, second segment 26b of the sub-track common track 26, first segment 24a of the second sub-track 24, third segment 26c of the common sub-track 26, second segment 24b of the second sub-track and fourth segment 26c of the common sub-track 26.
  • the moving part 30 is controlled by the control member 31 manipulated by a user such as the driver or the front passenger of a vehicle, and includes in particular two rings 30a and 30b and three contactors 32, 34 and 36 made of electrically conductive metal such as copper.
  • the contactors 32, 34 and 36 are each formed a flexible blade to the free end of which are bulging protuberances 33, 35 and 37 acting as contact.
  • the three contactors 32, 34 and 36 are solidary of a ring 39 to form a wiper, and are arranged in such a way that said bulging protuberances are placed at 120 ° from each other on a common circumference, according to the exemplary embodiment.
  • the protuberances 33, 35, and 37 are in front and in contact with the track conductor 21.
  • Space saving also makes it possible to use the center of the encoder for example to place an additional button or pictograms.
  • This encoder is inexpensive because it does not have welding or assembly binding and expensive and uses primary parts independent easy to achieve.
  • a electrically conductive element 31 ' such as a copper pellet, is arranged under the central control knob 31 for controlling the mobile part 30.
  • This electrically conductive element 31 ' is adapted to cooperate, by support substantially axially on said button 31 according to the arrow F, with a contactor electrical 22 'of the conductive track 21, for example under the form of a copper portion connected to the track 21.
  • the device then performs both the rotary encoder function and validation of a transmitted data item, the validation taking place by pressing the button 31 of a precise position of the corresponding encoder, in example to a setting of the air conditioning unit to which it belongs. This can further reduce the size of the encoder on the board of control, and improves its ergonomics for the user.
  • the relative rotary encoder 10 of the present invention comprises a track 21 copper and four electrical contactors 32, 34, 36 and 38.
  • the track 21 has a first sub-track 22 provided with two segments identical 22a and 22b, a second sub-track 24 provided with two segments identical 24a and 24b, and a common sub-track 26 provided with twelve identical segments 26a to 26l.
  • the positioning of the segments of the different sub-tracks, on a complete turn and in the direction counter clockwise is as follows: first and second segments 22a and 22b of the first sub-track 22, first to third segments 26a, 26b and 26c of the common sub-track 26, first and second segments 24a and 24b of the second sub-track 24 and finally, fourth to twelfth segments 26d, 26e, 26f, 26g, 26h, 26i, 26j, 26k and 26l of the sub-track ses 26.
  • the contactors 32, 34, 36 and 38 are similar to those of first embodiment in that they consist of a flexible blade made of copper provided, at their free end, a sliding contact protrusion.
  • the encoder has been carried out a rotation with respect to the initial position of a sixteenth of a turn in the anticlockwise along the arrow R.
  • the contactor 32 is in electrical contact with the first sub-track 22 via the segment 22a, and the other contactors 34, 36 and 38 are in contact with the common sub-track 26, respectively via the segments 26c, 26th and 26th.
  • An output binary signal "10" is output.
  • the encoder has been carried out a rotation from the previous position of a sixteenth of a turn in the counter-clockwise along arrow R.
  • Both contactors 32 and 34 are in contact with the first and second sub-tracks 22 and 24, respectively via the segments 22b and 24a, and the two other contactors 36 and 38 are in contact with the common sub-track 26, respectively through segments 26f and 26j.
  • a signal output binary "11" is issued.
  • the encoder has been carried out a rotation from the previous position of a sixteenth of a turn in the counter clockwise along arrow R.
  • the contactor 34 is in electrical contact with the second sub-track 24 via of the segment 24b, and the other contactors 32, 36 and 38 are in contact with the common sub-track 26, respectively via the segments 26a, 26g and 26k.
  • An output binary signal "01" is output.
  • contactors 32, 34, 36 and 38 are arranged at 90 ° from each other on the same circumference, these four binary values are obtained over a quarter turn (or four sixteenth) and are again transmitted by the rotary encoder 10 according to the exactly same sequence if the rotation of said encoder is continued in the same meaning, the contactors simply performing a permutation circular with respect to the fixed segments.
  • the number n of sub-tracks and contactors may be greater than three depending on the parameter to set of the ventilation device, heating and / or air conditioning.
  • sub-tracks 1, 2 and 3 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110 and 111. It can be for example eight intermediate positions of location of expelled air.
  • the rotation of the encoder is preferably performed over 360 °, or on a number X turns, the number of possible values for the setting of a parameter of the airflow being equal to X times the number of segments. So with four binary values and three blades, it is possible to have 12 increments different in a small footprint.
  • the blades extend radially and also axially with respect to the axis of rotation of the encoder, and thus has a certain axial elasticity allowing always keep in touch with the track.

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Abstract

La présente invention se rapporte à un encodeur relatif rotatif (10) comprenant une partie fixe (20) et une partie mobile (30) et au moins un contacteur (32 ; 34 ; 36) positionné en regard d'une piste électriquement conductrice (21), le contacteur (32 ; 34 ; 36) appartenant à la partie mobile (30) et la piste conductrice (21) appartenant à la partie fixe (20) ou inversement, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un contacteur (32 ; 34 ; 36) et au moins une sous-piste (22 ; 24 ; 26) comportant chacune au moins un segment, les segments d'une même sous-piste (22 ; 24 ; 26) étant séparés les uns des autres par un segment d'une autre sous-piste, de sorte que la piste conductrice (21) présente une alternance de segments de sous-pistes (22, 24, 26) disposés sur une même circonférence. <IMAGE>

Description

L'invention se rapporte à un encodeur relatif rotatif de type mécanique, et à un tableau de commande pour véhicule automobile muni d'un tel encodeur.
Il existe différents type d'encodeurs rotatifs qui sont divisés en général en deux grandes catégories : les encodeurs relatifs, qui donnent le nombre d'incréments parcourus par l'encodeur lorsqu'il tourne, et les encodeurs absolus, qui permettent de déterminer à tout instant, même après une coupure d'alimentation, la position angulaire exacte de l'encodeur.
Dans chaque catégorie, il peut notamment être fait appel à une technique optique, avec faisceau incident et réfléchi vers un capteur optique par une piste réfléchissante munie par exemple d'une succession de « crans » radiaux disposés sur une ou plusieurs couronnes concentriques. Il existe également une technique mécanique, avec une ou plusieurs pistes électriquement conductrices et des contacteurs métalliques frottant sur lesdites pistes.
Un inconvénient des encodeurs relatifs est qu'ils présentent plusieurs pistes concentriques pour permettre de déterminer le sens de rotation et l'incrémentation du nombre de pas parcourus par l'encodeur. Cela engendre un encombrement important, plus précisément au niveau du diamètre de l'encodeur, des bruits de frottements plus fréquents à cause du nombre de pistes et de contacteurs, un déséquilibre de la partie mobile de l'encodeur autour de son axe de rotation car cette partie mobile ne présente qu'un seul contacteur par piste, et des faux contacts plus nombreux engendrant des erreur de mesure.
Dans le domaine particulier de l'industrie automobile, un besoin de plus en plus important existe concernant l'utilisation de tels encodeurs relatifs. Ils sont utilisés le plus souvent sur un tableau de commande, par exemple sur la console centrale de pilotage d'un appareil de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation. Ils permettent par exemple de régler des paramètres de l'air traité et distribué dans l'habitacle comme sa température, le débit du flux d'air ou la distribution du flux dans l'habitacle.
Les problèmes concernant les encodeurs relatifs mécaniques se retrouvent donc dans le domaine particulier des tableaux de commande pour appareil de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation de véhicule automobile où une grande précision de mesure, une fiabilité dans le temps, une facilité d'utilisation et un montage/démontage aisé sont requis.
Pour résoudre ces problèmes, l'invention propose de réaliser un encodeur relatif rotatif de type mécanique dont l'encombrement est inférieur aux encodeurs relatifs de l'art antérieur.
Plus précisément, l'invention a pour objet un encodeur relatif rotatif comportant une partie fixe et une partie mobile et au moins un contacteur positionné en regard d'une piste électriquement conductrice, le contacteur appartenant à la partie mobile et la piste conductrice appartenant à la partie fixe ou inversement, ledit encodeur comprenant au moins un contacteur et au moins une sous-piste comportant chacune au moins un segment, les segments d'une même sous-piste étant séparés les uns des autres par un segment d'une autre sous-piste, de sorte que la piste conductrice présente une alternance de segments de sous-pistes disposés sur une même circonférence.
Selon des modes préférés de réalisation de la présente invention :
  • chaque contacteur présente une protubérance ayant une forme sensiblement bombée ;
  • chaque contacteur comporte une lame flexible munie à son extrémité libre de ladite protubérance bombée ;
  • la lame flexible de chaque contacteur s'étend au moins axialement par rapport à une couronne centrale de support, ou bien essentiellement radialement, dans le plan de ladite couronne, pour former un frotteur ;
  • les contacteurs sont répartis de manière régulière,
  • l'encodeur comporte trois contacteurs répartis sur une première circonférence commune et disposés sensiblement à 120° les uns des autres ;
  • l'ordre des segments des sous-pistes sur une circonférence complète, et dans le sens des aiguilles d'une montre, est le suivant : premier segment d'une première sous-piste, premier segment d'une sous-piste commune, second segment de la première sous-piste, deuxième segment de la sous piste commune, premier segment d'une deuxième sous-piste, troisième segment de la sous-piste commune, second segment de la deuxième sous-piste et quatrième segment de la sous-piste commune ;
  • lorsque tous les contacteurs sont en contact électrique avec la sous-piste commune, un signal binaire de sortie « 00 » est émis ;
  • lorsqu'un contacteur est en contact électrique avec la deuxième sous-piste et que les autres contacteurs sont en contact avec la sous-piste commune, un signal binaire de sortie « 01 » est émis ;
  • lorsqu'un contacteur est en contact électrique avec la première sous-piste et que les autres contacteurs sont en contact avec la sous-piste commune, un signal binaire de sortie « 10 » est émis ; et,
  • lorsque deux contacteurs sont en contact avec les première et seconde sous-pistes et que le troisième contacteur est en contact avec la sous-piste commune, un signal binaire de sortie « 11 » est émis.
Selon une variante de réalisation de réalisation de la présente invention :
  • l'encodeur comporte quatre contacteurs répartis sur une circonférence commune et disposés sensiblement à 90° les uns des autres ;
  • une première sous-piste comporte deux segments, une seconde sous-piste comporte deux segments et une sous-piste commune comporte douze segments disposés en alternance avec les segments des première et seconde sous-pistes ;
  • l'ordre des segments de sous-pistes, sur une circonférence complète et dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, est le suivant : premier et second segments de la première sous-piste, premier à troisième segments de la sous-piste commune, premier et second segments de la deuxième sous-piste, quatrième à douzième segments de la sous-piste commune ;
  • lorsque tous les contacteurs sont en contact électrique avec la sous-piste commune, un signal binaire de sortie « 00 » est émis ;
  • lorsqu'un contacteur est en contact électrique avec la première sous-piste et que les autres contacteurs sont en contact avec la sous-piste commune, un signal binaire de sortie « 10 » est émis ;
  • lorsque deux contacteurs sont en contact avec les première et seconde sous-pistes et que les deux autres contacteurs sont en contact avec la sous-piste commune, un signal binaire de sortie « 11 » est émis ; et
  • lorsqu'un contacteur est en contact électrique avec la deuxième sous-piste et que les autres contacteurs sont en contact avec la sous-piste commune, un signal binaire de sortie « 01 » est émis.
Selon d'autres modes de réalisation de la présente invention :
  • les secteurs angulaires décris par les segments des première et/ou deuxième sous-pistes sont identiques ;
  • les secteurs angulaires décrits par les segments de toutes les sous pistes sous-pistes sont identiques ;
  • les segments appartenant respectivement à une sous-piste sont reliés entre eux par au moins un filament commun, lesdits filaments étant disposés sur au moins une deuxième circonférence ;
  • un orifice est aménagé au centre de la piste ;
  • la partie mobile de l'encodeur comprend un bouton central de commande sous lequel se trouve un élément électriquement conducteur coopérant, par appui sensiblement axial sur le dit bouton, avec un contacteur électrique de la partie fixe, notamment pour valider une position prise par l'encodeur rotatif.
L'invention a également pour objet un tableau de commande, par exemple pour appareil de chauffage, de ventilation et/ou de climatisation de véhicule automobile, muni d'un encodeur rotatif absolu de type mécanique tel que défini précédemment.
D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit, faite en référence aux dessins annexés donnés à titre d'exemple et qui représentent respectivement :
  • la figure 1, une vue en perspective éclatée d'un encodeur relatif rotatif conforme à la présente invention,
  • la figure 2, une vue de détail en perspective éclatée des parties fixe et mobile de l'encodeur qui sont en contact,
  • la figure 3, une vue en coupe de l'encodeur,
  • la figure 4, une vue de face d'une piste appartenant à la partie fixe de l'encodeur,
  • les figures 5 à 8, des vues de face illustrant chacune une position prise par les parties fixe et mobile l'une par rapport à l'autre,
  • la figure 9, une vie en perspective éclatée d'une variante de réalisation de la figure 2 illustrant un second mode de réalisation de l'invention, et
  • les figures 10 à 13, des vues de face illustrant chacune une position différente prise par les parties fixe et mobile d'un troisième mode de réalisation de l'encodeur relatif comportant quatre contacteurs.
La figure 1 illustre, à l'aide d'une vue en perspective éclatée, un encodeur relatif rotatif de type mécanique 10 conforme à la présente invention. Cet encodeur relatif 10 comporte principalement une partie fixe 20, matérialisée ici par une carte à circuit imprimé, et une partie mobile 30 mise en rotation par l'intermédiaire d'un organe de commande 31, tel qu'un bouton, accessible sur un tableau de commande, notamment d'un appareil de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation de véhicule automobile.
La partie fixe 20 comprend une piste plane électriquement conductrice 21 par exemple réalisé en métal tel que le cuivre. La piste 21 est représentée plus en détail sur les figures 2 et 4. Cette piste 21 est en réalité constituée de trois sous-pistes 22, 24 et 26 qui sont intercalées alternativement les unes entre les autres de sorte que ces trois sous-pistes sont disposées sur une même circonférence. En d'autres termes, et comme cela est décrit ci-après plus en détail, contrairement à l'art antérieur où les différentes pistes sont concentriques et occupent donc un espace radial important, les sous-pistes formant la piste 21 conformément à la présente invention sont de la même largeur radiale et sont disposées sensiblement sur un même diamètre.
En effet, chaque sous-piste comporte plusieurs segments conducteurs reliés entre eux par un filament conducteur formant une borne de connexion. Ainsi la première sous-piste 22 comporte deux segments 22a et 22b de dimensions similaires, c'est-à-dire dire décrivant un secteur angulaire égal et présentant une largeur radiale identique. Ces segments 22a et 22b sont reliés entre eux par un premier filament S1 extérieur au diamètre des segments 22a et 22b et formant une borne conductrice de connexion. La deuxième sous-piste 24 comporte deux segments 24a et 24b, également de dimensions similaires, reliés entre eux par un deuxième filament S2 extérieur au diamètre commun des segments 24a et 24b et formant une deuxième borne conductrice de connexion. Enfin, la troisième sous-piste 26, appelée également sous-piste commune, comprend quatre segments 26a, 26b, 26c et 26d de différentes dimensions circonférentielle reliés entre eux par un troisième filament référencé COM extérieur au diamètre des segments 26a à 26d, et formant une borne conductrice de connexion. Un orifice 40 est réalisé au centre de la piste conductrice 21 pour alléger la structure ou laisser la place à un dispositif de mise en rotation de la partie mobile tel qu'un arbre rotatif.
Selon l'exemple de réalisation, le positionnement des segments des différentes sous-pistes, sur un tour complet et dans le sens des aiguilles d'une montre, est le suivant : premier segment 22a de la première sous-piste 22, premier segment 26a de la sous-piste commune 26, second segment 22b de la première sous-piste 22, deuxième segment 26b de la sous piste commune 26, premier segment 24a de la deuxième sous-piste 24, troisième segment 26c de la sous-piste commune 26, second segment 24b de la deuxième sous-piste et quatrième segment 26c de la sous-piste commune 26. Ainsi, cette alternance des segments de sous-pistes sur une même circonférence permet d'avoir une piste « multi-segments » n'occupant pas plus que la dimension radiale d'une seule piste.
La partie mobile 30 est pilotée par l'organe de commande 31 manipulable par un utilisateur tel que le conducteur ou le passager avant d'un véhicule, et comprend notamment deux bagues 30a et 30b et trois contacteurs 32, 34 et 36 réalisés en métal électriquement conducteur tel que du cuivre. Les contacteurs 32, 34 et 36 sont formés chacun une lame flexible à l'extrémité libre desquelles se trouvent des protubérances bombées 33, 35 et 37 faisant office de contact. Les trois contacteurs 32, 34 et 36 sont solidaires d'une couronne 39 pour former un frotteur, et sont disposées de telle sorte que lesdites protubérances bombées sont placées à 120° les unes des autres sur une circonférence commune, selon l'exemple de réalisation.
Une fois la partie mobile 30 montée sur la partie fixe 20, les protubérances 33, 35, et 37 se trouvent en face et au contact de la piste conductrice 21.
Le mode de fonctionnement d'un tel encodeur rotatif absolu de type mécanique est le suivant :
  • lorsque les protubérances bombées 33, 35 et 37 des contacteurs 32, 34 et 36 sont en contact électrique avec la sous-piste commune 26 (voir figure 5), un signal binaire de sortie « 00 » est émis par l'encodeur,
  • lorsque la protubérance bombée d'un contacteur par exemple la protubérance 37 du contacteur 36, est en contact électrique avec la deuxième sous-piste 24, par exemple avec le segment 24b, et que les protubérances bombées 33 et 35 des contacteurs 32 et 34 sont en contact avec la sous-piste commune 26 (voir figure 6), un signal binaire de sortie « 01 » est émis par l'encodeur,
  • lorsque deux protubérances bombées de deux contacteurs, par exemple les protubérances 35 et 37 des contacteurs 34 et 36, sont en contact avec les première et seconde sous-pistes 22 et 24, par exemple avec les segments 22b et 24b, et que la protubérance 33 du contacteur 32 est en contact avec la sous-piste commune 26 (voir figure 7), un signal binaire de sortie « 11 » est émis par l'encodeur,
  • lorsque la protubérance bombée d'un contacteur, par exemple la protubérance 35 du contacteur 34, est en contact électrique avec la première sous-piste 22, par exemple avec le segment 22b, et que les protubérances bombées 33 et 37 des contacteurs 32 et 36 sont en contact avec la sous-piste commune 26 (voir figure 8), un signal binaire de sortie « 10 » est émis par l'encodeur.
Suivant le sens des signaux binaires émis, et donc l'ordre des segments de sous-pistes mis en contact avec les contacteurs, il est possible de déterminer le sens de rotation de l'encodeur.
Par conséquent, si un signal binaire « 01 » est émis après un signal binaire « 00 », cela signifie en particulier, comme illustré par les figures 5 et 6, que la protubérance bombée 37 s'est déplacée du segment 26d au segment 24b, c'est-à-dire que la partie mobile 30 de l'encodeur 10 a tourné dans le sens inverse des aiguilles d'une montre.
En poursuivant la rotation de la partie mobile 30 de l'encodeur 10 dans le sens contraire des aiguilles d'une montre, la protubérance 37 reste au contact du segment 24b (figure 7) et la protubérance 35 passe du segment 26b au segment 22b. Un signal binaire de sortie « 11 » est alors émis.
Enfin, en poursuivant la rotation de la partie mobile 30 de l'encodeur 10 toujours dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, la protubérance 35 reste au contact du segment 22b tandis que la protubérance 37 quitte le segment 24b pour aller sur le segment 26c et un signal binaire de sortie « 10 » est émis, comme illustré par la figure 8.
Bien entendu le même raisonnement peut être réalisé avec les autres segments de sous-pistes et les autres protubérances bombées quand la partie mobile 30 de l'encodeur tourne dans le sens des aiguilles d'une montre.
Ainsi, grâce à cet encodeur multi-segments dont les sous-pistes sont disposées sur une même circonférence et dont les contacteurs sont disposés à 120° les uns des autres, un équilibre des forces de friction autour de l'axe de rotation de l'encodeur entre la partie mobile et la partie fixe est créée de sorte que les faux contacts entre la piste conductrice et les contacteurs sont notablement réduits.
Cela permet également un fonctionnement sans à-coups, c'est-à-dire un toucher doux, car il n'est pas nécessaire de forcer pour passer d'un segment à un autre grâce à la symétrie des lames et le faible rayon de frottement.
Le gain de place permet aussi d'utiliser le centre de l'encodeur par exemple pour y placer un bouton de commande supplémentaire ou des pictogrammes.
Cet encodeur est peu onéreux car il ne présente pas de soudure ou d'assemblage contraignant et chers et utilise des pièces primaires indépendantes faciles à réaliser.
Selon une variante de réalisation illustrée par la figure 9, un élément électriquement conducteur 31', telle qu'une pastille en cuivre, est disposé sous le bouton central 31 de commande de la partie mobile 30. Cet élément électriquement conducteur 31' est adapté pour coopérer, par appui sensiblement axial sur ledit bouton 31 selon la flèche F, avec un contacteur électrique 22' de la piste conductrice 21, se présentant par exemple sous la forme d'une portion en cuivre reliée à la piste 21.
Le dispositif réalise alors à la fois la fonction d'encodeur rotatif et de validation d'une donnée transmise, la validation ayant lieu par appui sur le bouton 31 d'une position précise de l'encodeur correspondant, dans l'exemple à un réglage de l'appareil de climatisation auquel il appartient. Ceci permet de réduire encore l'encombrement de l'encodeur sur le tableau de commande, et améliore son ergonomie pour l'utilisateur.
Selon un troisième mode de réalisation illustré par les figures 10 à 13, l'encodeur rotatif relatif 10 de la présente invention comporte une piste 21 en cuivre et quatre contacteurs électriques 32, 34, 36 et 38. La piste 21 comporte une première sous-piste 22 pourvue de deux segments identiques 22a et 22b, une seconde sous-piste 24 pourvue de deux segments identiques 24a et 24b, et une sous-piste commune 26 pourvue de douze segments identiques 26a à 26l.
Selon ce mode de réalisation, le positionnement des segments des différentes sous-pistes, sur un tour complet et dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, est le suivant : premier et second segments 22a et 22b de la première sous-piste 22, premier à troisième segments 26a, 26b et 26c de la sous-piste commune 26, premier et second segments 24a et 24b de la deuxième sous-piste 24 et enfin, quatrième à douzième segments 26d, 26e, 26f, 26g, 26h, 26i, 26j, 26k et 26l de la sous-piste commune 26.
Ainsi, cette alternance des segments de sous-pistes sur une même circonférence permet d'avoir une piste « multi-segments » n'occupant pas plus que la dimension radiale d'une seule piste
Les contacteurs 32, 34, 36 et 38 sont similaires à ceux du premier mode de réalisation en ce qu'ils sont constitués d'une lame flexible en cuivre munie, à leur extrémité libre, d'une protubérance de contact glissant.
Le fonctionnement de l'encodeur rotatif relatif conformément à ce mode de réalisation de l'invention est le suivant.
Dans la position initiale illustrée par la figure 10, tous les contacteurs 32, 34, 36 et 38 sont en contact électrique avec la sous-piste commune 26. Dans le cas présent, le contacteur 32 est en contact avec le segment 26l, le contacteur 34 est en contact avec le segment 26b, le contacteur 36 est en contact avec le segment 26d et le contacteur 38 est en contact avec le segment 26h. Dans cette position, un signal binaire de sortie « 00 » est émis.
Dans la position illustré par la figure 11, l'encodeur à effectué une rotation par rapport à la position initiale d'un seizième de tour dans le sens inverse des aiguilles d'une montre suivant la flèche R. Le contacteur 32 est en contact électrique avec la première sous-piste 22 par l'intermédiaire du segment 22a, et les autres contacteurs 34, 36 et 38 sont en contact avec la sous-piste commune 26, respectivement par l'intermédiaire des segments 26c, 26e et 26i. Un signal binaire de sortie « 10 » est émis.
Dans la position illustré à la figure 11, l'encodeur à effectué une rotation par rapport à la position précédente d'un seizième de tour dans le sens inverse des aiguilles d'une montre suivant la flèche R. Les deux contacteurs 32 et 34 sont en contact avec les première et seconde sous-pistes 22 et 24, respectivement par l'intermédiaire des segments 22b et 24a, et les deux autres contacteurs 36 et 38 sont en contact avec la sous-piste commune 26, respectivement par l'intermédiaire des segments 26f et 26j. Un signal binaire de sortie « 11 » est émis.
Dans la position illustré à la figure 11, l'encodeur à effectué une rotation par rapport à la position précédente d'un seizième de tour dans le sens inverse des aiguilles d'une montre suivant la flèche R. Le contacteur 34 est en contact électrique avec la deuxième sous-piste 24 par l'intermédiaire du segment 24b, et les autres contacteurs 32, 36 et 38 sont en contact avec la sous-piste commune 26, respectivement par l'intermédiaire des segments 26a, 26g et 26k. Un signal binaire de sortie « 01 » est émis.
Bien entendu, étant donné que les contacteurs 32, 34, 36 et 38 sont disposés à 90° les uns des autres sur une même circonférence, ces quatre valeurs binaires sont obtenues sur un quart de tour (ou quatre seizième) et sont de nouveau émises par l'encodeur rotatif 10 selon la exactement même séquence si la rotation dudit encodeur est poursuivie dans le même sens, les contacteurs effectuant simplement une permutation circulaire par rapport aux segments fixes.
Il doit être bien entendu toutefois que la description détaillée, donnée uniquement à titre d'illustration de l'objet de l'Invention, ne constitue en aucune manière une limitation, les équivalents techniques étant également compris dans le champ de la présente invention.
Ainsi, le nombre n de sous-pistes et de contacteurs peut être supérieur à trois en fonction du paramètre à régler de l'appareil de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation. Il en résulte 2 (n-1) valeurs binaires possibles pour régler ce paramètre, en raison de la présence d'une piste commune faisant office de « référence ». En effet, dans le mode de réalisation illustré, il y a trois sous-pistes, dont une sous-piste commune, et quatre possibilités de valeur binaires : 00, 01, 10 et 11. Il peut ainsi s'agir de quatre positions intermédiaires de commande du flux d'air, c'est-à-dire de distribution de l'air, comme cela est courant dans les appareils de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation actuels.
Si quatre sous-pistes étaient prévues, dont une sous-piste commune, il y aurait huit valeurs possibles selon la position des cinq contacteurs par rapport aux sous-pistes 1, 2 et 3 : 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110 et 111. Il peut s'agir par exemple de huit positions intermédiaires de localisation de l'air expulsé.
La rotation de l'encodeur est effectuée de préférence sur 360°, ou sur un nombre X tours, le nombre de valeurs possibles pour le réglage d'un paramètre du flux d'air étant égal à X fois le nombre de segments. Ainsi, avec quatre valeurs binaires et trois lames, il est possible d'avoir 12 incréments différents dans un encombrement faible.
Dans l'exemple de réalisation illustré par la figure 3, les lames s'étendent radialement et également axialement par rapport à l'axe de rotation de l'encodeur, et présente ainsi une certaine élasticité axiale permettant de toujours conserver le contact avec la piste. En variante de réalisation, il est possible de réduire le diamètre de la couronne 39 et de placer les lames radialement sensiblement dans le même plan que ladite couronne, afin de réduire l'épaisseur du frotteur.

Claims (26)

  1. Encodeur relatif rotatif (10) comprenant une partie fixe (20) et une partie mobile (30) et au moins un contacteur (32 ; 34 ; 36 ; 38) positionné en regard d'une piste électriquement conductrice (21), le contacteur (32 ; 34 ; 36 ; 38) appartenant à la partie mobile (30) et la piste conductrice (21) appartenant à la partie fixe (20) ou inversement, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un contacteur (32 ; 34 ; 36, 38) et au moins une sous-piste (22 ; 24 ; 26) comportant chacune au moins un segment (22a, 22b ; 24a, 24b ; 26a - 26l), les segments (22a, 22b ; 24a, 24b ; 26a - 26l) d'une même sous-piste (22 ; 24 ; 26) étant séparés les uns des autres par un segment d'une autre sous-piste, de sorte que la piste conductrice (21) présente une alternance de segments (22a, 22b ; 24a, 24b ; 26a - 26l) de sous-pistes (22, 24, 26) disposés sur une même circonférence.
  2. Encodeur selon la revendication 1, dans lequel chaque contacteur (32 ; 34 ; 36 ; 38) présent une protubérance (33 ; 35 ; 37) ayant une forme sensiblement bombée.
  3. Encodeur selon la revendication 2, dans lequel chaque contacteur (32 ; 34 ; 36 ; 38) comporte une lame flexible munie à son extrémité libre de ladite protubérance bombée (33 ; 35 ; 37).
  4. Encodeur selon la revendication 3, dans lequel chaque lame flexible de chaque contacteur (32 ; 34 ; 36 ; 38) s'étend radialement par rapport à une couronne (39) centrale de support pour former un frotteur.
  5. Encodeur selon la revendication la revendication 3 ou 4, dans lequel chaque lame flexible de chaque contacteur (32 ; 34 ; 36 ; 38) s'étend axialement par rapport à une couronne centrale (39) de support pour former un frotteur.
  6. Encodeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les contacteurs (32, 34, 36, 38) sont répartis de manière régulière.
  7. Encodeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte trois contacteurs (32, 34, 36) répartis sur une circonférence commune et disposés sensiblement à 120° les uns des autres.
  8. Encodeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel une première sous-piste comporte (22) deux segments (22a, 22b), une seconde sous-piste (24) comporte deux segments (24a, 24b) et une sous-piste commune (26) comporte quatre segments (26a, 26b, 26c, 26d) disposés en alternance avec les segments (22a, 22b ; 24a, 24b) des première et seconde sous-pistes (22, 24).
  9. Encodeur selon la revendication 8, dans lequel l'ordre des segments (22a, 22b ; 24a, 24b ; 26a, 26b, 26c, 26d) de sous-pistes (22, 24, 26), sur une circonférence complète et dans le sens des aiguilles d'une montre, est le suivant : premier segment (22a) d'une première sous-piste (22), premier segment (26a) d'une sous-piste commune (26), second segment (22b) de la première sous-piste(22), deuxième segment (26b) de la sous piste commune (26), premier segment (24a) d'une deuxième sous-piste (24), troisième segment (26c) de la sous-piste commune (26), second segment (24b) de la deuxième sous-piste (24) et quatrième segment (26d) de la sous-piste commune (26).
  10. Encodeur selon la revendication 8 ou 9, dans lequel, lorsque tous les contacteurs (32, 34, 36) sont en contact électrique avec la sous-piste commune (26), un signal binaire de sortie « 00 » est émis.
  11. Encodeur selon la revendication 8 ou 9, dans lequel, lorsqu'un contacteur (32 ; 34 ; 36) est en contact électrique avec la deuxième sous-piste (2) et que les autres contacteurs (34, 36 ; 32, 36 ; 32, 34) sont en contact avec la sous-piste commune (26), un signal binaire de sortie « 01 » est émis.
  12. Encodeur selon la revendication 8 ou 9, dans lequel, lorsqu'un contacteur (32 ; 34 ; 36) est en contact électrique avec la première sous-piste (22) et que les autres contacteurs (34, 36 ; 32, 36 ; 32, 34) sont en contact avec la sous-piste commune (26), un signal binaire de sortie « 10 » est émis.
  13. Encodeur selon la revendication 8 ou 9, dans lequel, lorsque deux contacteurs (32, 34 ; 34, 36 ; 32, 36) sont en contact avec les première et seconde sous-pistes (22, 24) et que le troisième contacteur (32 ; 34 ; 36) est en contact avec la sous-piste commune (26), un signal binaire de sortie « 11 » est émis.
  14. Encodeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte quatre contacteurs (32, 34, 36, 38) répartis sur une circonférence commune et disposés sensiblement à 90° les uns des autres.
  15. Encodeur selon la revendication 14, dans lequel une première sous-piste (22) comporte deux segments (22a, 22b), une seconde sous-piste (24) comporte deux segments (24a, 24b) et une sous-piste commune (26) comporte douze segments (26a - 26l) disposés en alternance avec les segments (22a, 22b ; 24a, 24b) des première et seconde sous-pistes (22, 24).
  16. Encodeur selon la revendication 15, dans lequel l'ordre des segments (22a, 22b ; 24a, 24b ; 26a - 26l) de sous-pistes (22, 24, 26), sur une circonférence complète et dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, est le suivant : premier et second segments (22a, 22b) de la première sous-piste (22), premier à troisième segments (26a, 26b, 26c) de la sous-piste commune (26), premier et second segments (24a, 24b) de la deuxième sous-piste (24), quatrième à douzième segments (26d, 26e, 26f, 26g, 26h, 26i, 26j, 26k, 26l) de la sous-piste commune (26).
  17. Encodeur selon la revendication 15 ou 16, dans lequel, lorsque tous les contacteurs (32, 34, 36, 38) sont en contact électrique avec la sous-piste commune (26), un signal binaire de sortie « 00 » est émis.
  18. Encodeur selon la revendication 15 ou 16, dans lequel, lorsqu'un contacteur (32 ; 34 ; 36 ; 38) est en contact électrique avec la première sous-piste (22) et que les autres contacteurs (34, 36, 38 ; 32, 36, 38 ; 32, 34, 38 ; 32, 34, 36) sont en contact avec la sous-piste commune (26), un signal binaire de sortie « 10 » est émis.
  19. Encodeur selon la revendication 15 ou 16, dans lequel, lorsque deux contacteurs (32, 34 ; 34, 36 ; 36, 38 ; 38, 32) sont en contact avec les première et seconde sous-pistes (22, 24) et que les deux autres contacteurs (36, 38 ; 32, 38 ; 32, 34 ; 34, 36) sont en contact avec la sous-piste commune (26), un signal binaire de sortie « 11 » est émis.
  20. Encodeur selon la revendication 15 ou 16, dans lequel, lorsqu'un contacteur (32 ; 34 ; 36 ; 38) est en contact électrique avec la deuxième sous-piste (24) et que les autres contacteurs (34, 36, 38 ; 32, 36, 38 ; 32, 34 ; 38 ; 32, 34, 36) sont en contact avec la sous-piste commune (26), un signal binaire de sortie « 01 » est émis.
  21. Encodeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les secteurs angulaires décrits par les segments (22a, 22b ; 24a, 24b) des première et/ou deuxième sous-pistes (22, 24) sont identiques.
  22. Encodeur selon l'une quelconque des revendications 14 à 21, dans lequel les secteurs angulaires (22a, 22b ; 24a, 24b ; 26a - 26l) décrits par les segments de toutes les sous-pistes (22, 24, 26) sont identiques.
  23. Encodeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel tous les segments (22a, 22b ; 24a, 24b ; 26a - 26l) appartenant respectivement à une sous-piste (22 ; 24 ; 26) sont reliés entre eux par au moins un filament commun (S1 ; S2, COM), lesdits filaments étant disposés sur au moins une deuxième circonférence.
  24. Encodeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un orifice (40) est aménagé au centre de la piste (21).
  25. Encodeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie mobile (30) comprend un bouton central (31) de commande sous lequel se trouve un élément électriquement conducteur (31') coopérant, par appui sensiblement axial sur le dit bouton (31), avec un contacteur électrique (22') de la partie fixe (20), notamment pour valider une position prise par l'encodeur rotatif.
  26. Tableau de commande (12), par exemple pour appareil de chauffage, de ventilation et/ou de climatisation de véhicule automobile, muni d'un encodeur relatif (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes.
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